Question

【題目】化學(xué)興趣小組在老師的指導(dǎo)下，對(duì)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究。

（實(shí)驗(yàn)回顧）圖1是實(shí)驗(yàn)室用燃磷法測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）紅磷燃燒冒出濃厚的_____，有關(guān)的化學(xué)方程式是_____。

（2）磷燃燒消耗氧氣，并且生成固體，使得集氣瓶?jī)?nèi)的_____減小，于是燒杯中的水倒吸入集氣瓶里，以彌補(bǔ)_____的體積，從而粗略測(cè)出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

（3）燃燒結(jié)束后，當(dāng)集氣瓶_____時(shí)才能松開止水夾讀數(shù)。

（問題提出）研究表明，磷燃燒過(guò)程中，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于5.9%時(shí)燃燒就無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，因此通過(guò)圖1裝置測(cè)得的結(jié)果與理論值相差較大。

（實(shí)驗(yàn)改進(jìn)）根據(jù)鐵生銹的原理，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出如圖2所示的裝置，再次測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。主要的實(shí)驗(yàn)步驟與過(guò)程如下：

（1）用水量法測(cè)出集氣瓶的容積約是320 mL，然后在量筒里裝入100 mL水。

（2）將4 g鐵粉、5 g炭粉混合均勻，再滴入適量的食鹽溶液，制成耗氧物，裝入布袋。

（3）按圖2連好裝置充分反應(yīng)后，冷卻到室溫，打開止水夾可觀察到_____；最終量筒中剩余水的體積是39 mL，從而測(cè)出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約是_____（計(jì)算結(jié)果請(qǐng)精確到0.1%）。

（師生交流）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們又交流探討了如下問題。

（1）在耗氧過(guò)程中，食鹽的作用是_____。

（2）鐵在空氣中生銹的過(guò)程比較復(fù)雜，首先是鐵與氧氣、水反應(yīng)生成Fe(OH)2（此生成物的名稱是_____），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

（3）下列是同學(xué)們對(duì)于用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)表的觀點(diǎn)，其中不正確的是_____（填字母）。

A 若考慮集氣瓶里耗氧物等的體積、導(dǎo)管里空氣的體積，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確

B 若將耗氧物均勻撒布在集氣瓶?jī)?nèi)壁上，可以加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程

C 若證明實(shí)驗(yàn)后的耗氧物中還有鐵，只能用磁鐵吸引

D 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，耗氧物會(huì)緩慢放出熱量

Answer 1

【答案】白煙 4P+5O22P2O5 壓強(qiáng) 氧氣 冷卻到室溫 水被吸入導(dǎo)管 19.1% 加快反應(yīng)速率 氫氧化亞鐵 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2 C

【解析】

實(shí)驗(yàn)回顧:

（1）紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙，生成五氧化二磷固體，化學(xué)方程式4P+5O22P2O5；

（2）磷燃燒消耗氧氣，并且生成固體，使得集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，于是燒杯中的水倒吸到集氣瓶里，以彌補(bǔ)氧氣的體積從而粗略測(cè)出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)；

（3）需要等到冷卻至室溫才能打開止水夾；
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

（3）耗氧物消耗氧氣，導(dǎo)致集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變小，故打開止水夾會(huì)發(fā)現(xiàn)水被吸入導(dǎo)管，最終量筒中剩余水的體積是39mL，說(shuō)明消耗的氧氣的體積是：100mL-39mL=61mL，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)為×100%≈19.1%。

師生交流:

（1）在耗氧過(guò)程中，食鹽加速鐵的銹蝕，從而加速反應(yīng)；

（2）Fe（OH）2是氫氧化亞鐵，鐵、氧氣和水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，化學(xué)反應(yīng)式為2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；

（3）A、若考慮集氣瓶里耗氧物等的體積，導(dǎo)管里空氣的體積，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確，不符合題意；

B、若將耗氧物均勻散布在集氣瓶?jī)?nèi)壁上，可以增大反應(yīng)物接觸面積，可以加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，不符合題意；

C、若證明實(shí)驗(yàn)后的耗氧物中還有鐵，不一定只用磁鐵吸引，還可以加酸觀察是否產(chǎn)生氣體，符合題意；

D、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，耗氧物會(huì)緩慢放出熱量，不符合題意。故選C。